电气一次系统

北京中恒博瑞数字电力科技有限公司电气一次设备及系统制作人：赵春梅制作时间：2016年11月北京中恒博瑞数字电力科技有限公司电气一次设备及系统本课程为电力系统当中的一次设备系统，系统介绍了各接线、各设备运行特点及运行参数，适用于所有电力专业及非电力专业员工学习。通过本课程能更深入的认识电力系统并熟悉它的结构特点及运行要求和注意事项。预计课时-4课时目录1、变电所电气一次接线形式、特点及应用2、变电所主要电气设备介绍一、变电所主接线1、变电所电气一次接线形式、特点及应用电气主接线概念：电气主接线是由高压电器通过连接导线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，因此又称为一次接线或电气主系统。它不仅表示各种电气设备的规格、数量、连接方式和作用，而且反映了各电力回路的相互关系和运行条件，从而构成了发电厂或变电所电气部分的主体。此次课程目的意在了解和掌握变电站的一次主接线的类型，各种主接线的特点，其运行方式的变化等。下面先看几幅关于电气主接线的图：11湖南铁路科技职业技术学院电气一次12主要设备的图形符号和文字符号表1、主接线全图：全面画出电路中的所有一次设备。2、主接线简图：酌情省略互感器等设备的主接线。3、主接线模拟图：是主接线的模型，着重表示运行中各电力元件的运行状态。特点：准确反映设备的现场情况；可以做操作前的模拟演示；主接线电压等级线路用不同颜色表示；在设备旁标注本站统一的运行编号。不同形式的主接线图1、单线图：局部的TA才用三相表示；中性线（或接地线）用虚线表示。2、所有的电气设备用规定的标准图形文字符号表示法，按正常状态画出3、标示设备的型号和主要技术参数电气主接线图的绘制特点1、保证供电可靠性和电能质量2、应力求接线简单，运行灵活和操作方便3、保证运行、维护和检修的安全和方便4、应尽量降低投资，节约运行费用5、满足扩建的要求，实现分期过渡6、设备先进、经济合理对电气主接线图的基本要求总结：发电厂、变电站的电气主接线，常常因为建设条件、能源类型、系统状况、负荷需求等多种因素而有所差异。但是，各种不同的电气主接线，都是由一些基本的接线形式组合而成的。概括起来，这些基本接线形式可以分为两大类：有母线接线形式和无母线接线形式。对电气主接线的分类电气主接线母线：就是汇集和分配电能的金属导体，在原理上它仅是电路中的一个电气节点。在电力系统中，母线将配电装置中的各个载流分支回路连接在一起，起着汇集、分配和传送电能的作用。母线按外型和结构，大致分为以下三类：硬母线：包括矩形母线、圆形母线、管形母线等。软母线：包括铝绞线、铜绞线、钢芯铝绞线、扩径空心导线等。封闭母线：包括共箱母线、分相母线等。性能：采用铜排或者铝排，其电流密度大，电阻小，集肤效应小，无须降容使用。安全：母线槽的金属封闭外壳能够保护母线免受机械损伤或动物伤害高强度封闭母线，在配电系统中采用插入单元的安装很安全，外壳可以作为整体接地，接地非常的可靠。安装：母线由许多段组成，每一段长度既短且轻。因此，安装时只需要少数几人就能迅速完成。线路优化：通过使用母线槽，我们可以合并某些分支回路，并用插接箱将之转化为一条大的母线槽。它可简化电气系统，得到较多股线低的电流值。因此节约了工程的造价，并且易于维护。可扩展性：对于母线来讲，系统扩展可通过增加或改变若干段来完成，重新利用率高。发电厂、变电站主要任务：提供电能，电压变换→系统或负荷主接线的基本环节：电源→中间环节（母线）→引出线母线的作用：汇聚和分配电能（有利于电能的交换）单母线接线有母线类只有一条母线，且每一支路均有QF三个及以上的主接线单元通过一组汇流母线相互并联。（1）接线形式：右图整个配电装置只有一组母线，所有电源和引出线均接在母线上，每条引出线都设置断路器QF和隔离开关QS。1、不分段的单母线接线（2）运行分析：断路器QF的作用：便于投入和切除任意一条进出线。隔离开关QS作用：检修断路器QF时保证它与带电部分可靠隔离若没有母线QSB，检修断路器QF时，母线要停电QF和QS的操作顺序：“先通后断”原则停电操作：先断断路器QF，再断线路侧隔离开关QSL，最后断母线侧隔离开关QSB送电操作：先合母线侧隔离开关QSB，再合线路侧隔离开关QSL，最后合断路器QF1、不分段的单母线接线（3）特点：优点：简单、经济。①接线简单（设备少）、清晰、明了；②布置、安装简单，配电装置建造费用低；③断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁,操作安全、方便，母线故障的几率低；④易扩建和采用成套式配电装置。⑤有利用电源互为备用及负荷间的合理分配；正常投切与故障投切互不干扰，灵活方便。缺点：不够灵活可靠。①主母线、母隔故障或检修，全厂停电；②任一回路断路器检修，该回路停电。1、不分段的单母线接线(4)适用范围小型骨干水电站４台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线；６～10kV出线（含联络线）回路≯５回；35kV出线（含联络线）回路≯３回；110kV出线（含联络线）回路≯２回。练习：试画出三个电源，三回出线的单母线不分段接线图1、不分段的单母线接线（1）接线形式：右图把单母线分成二段或三段，在各段之间接上分段断路器或分段隔离开关的接线。分段断路器分段隔离开关2、带分段的单母线接线母线并联运行：QF闭合运行正常运行时：相当于不分段的单母线接线。若电源1停止供电，则电源2通过QFd闭合向Ⅰ段母线供电，不影响对负荷的供电，可靠性高。若Ⅰ段母线故障时，继电保护装置使QFd自动跳开，Ⅰ段母线被切除；Ⅱ段母线继续供电。母线分裂运行：QF断开运行正常运行时，相当于两个不分段的单母线接线。若电源1停止供电，Ⅰ段母线失压时，可由自动重合闸装置自动合上QFd，Ⅰ段母线恢复供电。若Ⅰ段母线故障时，不影响Ⅱ段，Ⅱ段母线继续供电。（2）运行方式2、带分段的单母线接线分段开关采用隔离开关的分析：母线并联运行：Ⅰ段母线故障→全所停电→找出故障断开分段QSd→恢复Ⅱ段母线供电母线分裂运行：Ⅰ段母线失电→查出原因→切除Ⅰ段母线上所有进出线→合上分段隔离开关QSd→Ⅰ段母线恢复供电（2）运行方式2、带分段的单母线接线（3）特点缺点：当一段母线及母线隔离开关故障或检修时，该母线上的所有回路都要在检修期停电；任一回路断路器检修，该回路停电。优点：具有不分段单母线简单，清晰，经济，方便等优点；缩小了母线故障和母线检修时的停电范围（停一半）；提高了供电可靠性，灵活性。2、带分段的单母线接线（4）适用：单母线不分段接线不满足时采用。6～10KV配电装置出线回路数在6回及以上；35～60KV配电装置出线回路数在4～8回；110～220KV配电装置出线回路数在4回。2、带分段的单母线接线练习：试画出两个电源，四回出线的单母线带分段接线图（1）接线形式：右图旁路母线WBa是通过旁路断路器QFa与主母线WB相连，通过旁路隔离开关QSa与每一出线相连。旁路隔离开关QSa倒闸操作用。3、单母线带旁路母线接线旁路断路器旁路隔离开关主母线旁路母线正常运行时:旁路断路器QFa和旁路隔离开关QSa均在断开位置，旁路母线WBa不带电。但QFa两侧的隔离开关处于合闸位置。（2）运行方式旁路断路器旁路母线旁路隔离开关主母线3、单母线带旁路母线接线当检修出线断路器1QF时：QSa按等电位原则→先并后切①先合旁路断路器QFa向旁路母线WBa充电，检查旁路母线WBa是否完好，使WBa带电;②再合该回路旁路隔离开关1QSa，实现旁路与正常工作回路并联运行;③再断开该回路出线断路器1QF;④最后分别断开1QF两侧隔离开关1QSL和1QSB。使1QF退出运行，即可对1QF进行检修。此时，线路1仍然保持供电。主母线WB→旁路断路器QFa→旁路母线WBa→旁路隔离开关1QSa→对线路1供电（2）运行方式这是利用旁路断路器QFa替代1QF来完成通断电路及保护作用3、单母线带旁路母线接线（3）特点同一电压等级，各回路经过断路器、隔离开关接至公共母线。把每一回线与旁路母线相连。优点：每一进出线回路的断路器检修，这一回路可不停电缺点：设备多，操作复杂。(4)适用35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时采用，回路多采用专用旁母，否则采用简易接线。3、单母线带旁路母线接线（1）接线形式：单母线分段的目的：减少母线故障的停电范围旁路母线的作用：使任意一台出线QF故障或检修时，该回路不停电。旁路母线旁路断路器分段断路器4、单母线分段带旁路母线接线分两种：采用专用旁路断路器QFa利用QFd兼作QFa（2）运行方式（3）特点（4）适用6～10kv出线较多而且对重要负荷供电的装置；35kv及以上有重要联络线路或较多重要用户。对单母线的评价:工作母线或母线隔离开关在故障或检修时要停电。4、单母线分段带旁路母线接线双母线接线有母线类特点：每回线路经过一台断路器和两组隔离开关分别接到两组母线上，其中一组隔离开关闭合，另一组隔离开关打开。各回路工作在闭合的隔离开关所连接的母线上双母线接线有两组母线，由母线联络断路器连接起来。分类：单断路器的双母线接线双断路器的双母线接线带旁路母线的双母线接线1、不带分段的双母线接线（单断路器）（1）接线方式：设有母线W1和母线W2两组母线，每个回路都通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组母线上。解决了工作母线在故障或检修时要停电的问题。母联断路器母联隔离开关（2）运行方式：分两种①一组母线工作，一组母线备用的运行方式。正常运行时，每条进出线的两组母线隔离开关，只能合上其中一组，另一组必须断开，否则变成单母线。②两组母线同时工作的运行方式。都是工作母线，并通过QFj并联。1、不带分段的双母线接线（单断路器）（3）双母线接线特点:优点：①可以轮流检修母线而不影响正常供电;设Ⅰ段母线工作，Ⅱ段母线备用。检修Ⅰ段母线的倒闸操作：A、依次合上母联隔离开关QSjⅠ和QSjⅡ；B、再合上母联断路器QFj，向备用母线充电，检查备用母线是否完好；C、再断开母联断路器QFj控制回路电源，以防止QFj在以下操作中误跳开；D、再依次合上所有Ⅱ段母线侧隔离开关；E、再依次断开Ⅰ段母线侧的母线隔离开关；F、再投入母联断路器QFj控制回路电源；G、再断开母联断路器QFj;H、再依次断开母联隔离开关QSjⅠ和QSjⅡ此时，Ⅱ段母线转换为工作母线，Ⅰ段母线转换为备用母线。1、不带分段的双母线接线（单断路器）②检修任一回路的母线隔离开关时，只影响该回路供电；③工作母线故障后，所有回路短时停电并能迅速回复供电；④检修任一断路器时，可以利用母联断路器替代引出线QF工作；⑤便于扩建。缺点：①任一台断路器拒动，将造成与该断路器相连母线上其它回路的停电；②一组母线检修时，全部电源及线路都集中在另一组母线上，若该组母线再故障将造成全停事故；③任一组母线短路，而母联断路器拒动，将造成双母线全停事故；④当母线故障或检修时，隔离开关作为切换操作电器，容易发生误操作；⑤在检修任一进出线回路的断路器时，将使该回路停电。1、不带分段的双母线接线（单断路器）（4）适用：35~60KV配电装置当出线回路数超过8回；110~220KV配电装置当出线回路数为5回及以上。1、不带分段的双母线接线（单断路器）1、不带分段的双母线接线（单断路器）双母线带旁路母线接线为了避免在检修进出线断路器时造成停电，可在单断路器双母线的基础上增设旁路母线。图示为设有专用旁路断路器QFP的双母线带旁路母线接线。1、不带分段的双母线接线（单断路器）母联断路器兼作旁路断路器的接线方式图示为正常运行情况下QFMP起母联作用，隔离开关QS3断开，隔离开关QS1和QS2闭合。当用母联断路器QFMP作为旁路断路器时，先将所有回路切换到规定的一组母线W2上，隔离开关QS1断开，而隔离开关QS2和QS3闭合，QFMP闭合，通过旁路母线向线路供电。2、带分段的双母线接线（单断路器）双母线三分段接线减少母线故障的停电范围2、带分段的双母线接线（单断路器）双母线四分段带旁路母线接线解决了工作母线